2025年大学一年级（土木工程）土力学与地基基础试题及答案.doc

2025年大学一年级（土木工程）土力学与地基基础试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
1. 土的三相比例指标中可直接测定的指标为（ ）(总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内)
A. 含水量、孔隙比、饱和度
B. 密度、含水量、孔隙率
C. 土粒相对密度、含水量、密度
D. 密度、含水量、干密度
2. 土的压缩性指标可通过（ ）试验测定。
A. 直接剪切
B. 三轴压缩
C. 固结
D. 无侧限抗压强度
3. 当地下水位突然从基础底面处下降到基底以下30m深处，对基底附加压力的影响是（ ）
A. 没有影响
B. 增大
C. 减小
D. 先增大后减小
4. 某黏性土的液性指数IL=0.6，则该土的状态为（ ）
A. 硬塑
B. 可塑
C. 软塑
D. 流塑
5. 以下哪种土的抗剪强度指标适用于饱和软黏土的不排水剪切试验？（ ）
A. c，φ
B. cu
C. φu
D. c，φu
6. 地基沉降计算深度的确定主要取决于（ ）
A. 附加应力
B. 自重应力
C. 附加应力与自重应力的比值
D. 基础尺寸

第II卷（非选择题，共70分）
7. （10分）简述土的颗粒分析试验方法有哪些，各自适用于什么土类？

8. （15分）什么是土的压缩性？土压缩性的指标有哪些？简述其物理意义。

9. （15分）某矩形基础尺寸为4m×2m，基础埋深d = 1.5m，作用在基础顶面的竖向荷载F = 1200kN，地基土的重度γ = 18kN/m³，土的抗剪强度指标c = 10kPa，φ = 20°。试用太沙基极限承载力公式计算地基的极限承载力。

10. （20分）阅读以下材料，回答问题：
某工程场地为软土地基，采用堆载预压法进行地基处理。在预压过程中，对地基进行了沉降观测。观测结果显示，在预压初期，地基沉降速率较快，随着预压时间的延长，沉降速率逐渐减小。
（1）简述堆载预压法的加固原理。
（2）分析地基沉降速率随时间变化的原因。

11. （20分）阅读以下材料，回答问题：
某高层建筑基础采用筏板基础，基底尺寸为30m×20m。地基土为粉质黏土，重度γ = 19kN/m³，地下水位在基底以下2m处。经勘察，该地基土的压缩模量Es = 6MPa。在基础设计时，需要计算基底附加压力和地基沉降。
（1）计算基底附加压力。
（2）若建筑物总荷载为100000kN，计算该筏板基础中点的地基沉降量。（采用分层总和法计算，假设压缩层厚度为15m）

答案
1. C
2. C
3. A
4. B
5. B
6. C
7. 土的颗粒分析试验方法有筛分法和沉降分析法。筛分法适用于粒径大于0.075mm的土，通过不同孔径的筛子将土颗粒按粒径大小分开，称量各粒组的质量，计算各粒组的含量。沉降分析法适用于粒径小于0.075mm的土，根据土颗粒在水中的沉降速度不同来测定颗粒大小分布。
8. 土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的特性。土压缩性的指标有压缩系数a、压缩指数Cc、压缩模量Es等。压缩系数a是指土体在侧限条件下孔隙比减小量与有效应力增量的比值，反映土压缩性的高低。压缩指数Cc是指土在e-lgp曲线上直线段的斜率，反映土压缩性随压力变化的规律。压缩模量Es是指土体在侧限条件下竖向应力与竖向应变的比值，与压缩系数互为倒数关系。
9. 太沙基极限承载力公式：Pu = cNc + γDNq + 0.5γB²Nγ
其中，c = 10kPa，γ = 18kN/m³，B = 2m，D = 1.5m，Nc、Nq、Nγ可根据φ = 20°查太沙基承载力系数表得到：Nc = 17.6，Nq = 7.42，Nγ = 5.06
Pu = 10×17.6 + 18×1.5×7.42 + 0.5×18×2²×5.06
= 176 + 200.34 + 182.16
= 558.5kPa
10. （1）堆载预压法的加固原理是在建筑物建造前，在地基表面施加一定的荷载，使地基土在预压荷载作用下排水固结，孔隙比减小，强度提高，从而满足建筑物对地基承载力和变形的要求。
（2）在预压初期，地基土中的孔隙水压力较大，有效应力较小，土颗粒处于悬浮状态，沉降速率较快。随着预压时间的延长，孔隙水逐渐排出，孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐增加，土颗粒逐渐压实，沉降速率逐渐减小。
11. （1）基底附加压力：
p0 = p - γ0d
其中，p = F/A = 1200/(30×20) = 2kPa
γ0 = γ - 10 = 19 - 10 = 9kN/m³
d = 1.5m
p0 = 2 - 9×1.5 = -11.5kPa（基底附加压力为负值，说明基底压力小于土的自重应力，地基土处于超固结状态）
（2）采用分层总和法计算地基沉降量：
将压缩层厚度15m分为3层，每层厚度5m。
各层的平均附加应力：
第一层：σz1 = p0 = -11.5kPa（取绝对值）
第二层：σz2 = p0 + γh1 = 11.5 + 19×5 = 106.5kPa
第三层：σz3 = p0 + γh1 + γh2 = 11.5 + 19×5 + 19×5 = 206.5kPa
各层的压缩量：
第一层：Δs1 = (a1/1 + e1)×σz1×h1
第二层：Δs2 = (a2/1 + e2)×σz2×h2
第三层：Δs3 = (a3/1 + e3)×σz3×h3
其中，a1、a2、a3为各层土的压缩系数，e1、e